báo cáo môn học dcs scada

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.64 MB, 22 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

<b>TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ --- </b><b> </b><b> </b><b> --- </b>

<b>BÁO CÁO MƠN H C DCS & SCADA </b>Ọ

Nhóm sinh viên thực hiện:

Phạm Biên Cương 20181368

Trần Qu c Th ng ố ắ 20181758 Nguyễn Hải Đăng 20181379

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Phạm Biên Cương Thiết kế màn hình giám sát Overview Lê Minh Khuê Thiết kế, l p trình ậ chương trình PLC Trần Qu c Th ng ố ắ Thiết kế màn hình đồ thị Trend Nguyễn Hải Đăng Thiết kế màn hình c nh b ả áo AlarmPhạm Tiến Đạt Thiết kế màn hình c nh báo Alaả rm

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ... 6

CHƯƠNG 2. NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ... 8

<b>3.3.Xây d</b>ựng chương trình điề<b>u khiển ... 13</b>

<b>3.4.Thiết kế giao di n cho h </b>ệ <b>ệ thống SCADA ... 17</b>

<b>3.4.1.Tạo giao di n trên WinCC</b>ệ ... 17

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN ... 23

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>DANH M C H</b>Ụ <b>ÌNH V </b>Ẽ

Hình 1 Sơ đồ P&ID phân đoạn hệ thống xử lý nước thải ... 8

Hình 2 C u hình PLC ... 10 ấHình 3 b sung các module ... 11 ổHình 4 Network kiểm tra điều ki n ch y c a h ệ ạ ủ ệ thống ... 14

Hình 5 Ch y các chu trình con trong hạ ệ thống ... 14

Hình 6 Chương trình con điều khiển b lắng 1 ... 15 ểHình 7 Chương trình con điều khiển b lắng 2 ... 15 ểHình 8 Chương trình con điều khiển b lắng 3 ... 16 ểHình 9 Chuyển đổi tín hi u cệ ảm biến analog thành s ố thực ... 16

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

CHƯƠNG 1<b>. TỔNG QUAN VỀ XỬ </b>LÝ NƯỚ<b>C THẢI </b>

- Nước th i sinh hoả ạt: là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác.

- Nước th i công nghiả ệp: là nước th i tả ừ các nhà máy đang hoạt động, có cả nước thải sinh hoạt nhưng trong đó nước thải cơng nghiệp là chủ yếu.

- Nước th i t nhiêả ự n: nước mưa được xem như nước th i t nhiên. nh ng thành ả ự Ở ữphố hiện đại nước thải tự nhiên được thu gom theo một hệ thống thoát riêng. - Nước thải đô thị: là thu t ng chung chậ ữ ỉ chất l ng trong hỏ ệ thống c ng thoát cố ủa

một thành phố. Nước thải đơ thị có th bao gể ồm t t cấ ả nước thải kể trên.

<b>1.2. Xử lý nước thải 1.2.1. Khái ni m </b>ệ

Xử lý nước th i là quá trình lo i b ả ạ ỏ chất ô nhi m ra khễ ỏi nước thải như nước thải hộ gia đình, thương mại và cơ quan. Nó bao gồm các q trình vật lý, hóa học và sinh học để loại b các ch t ô nhi m và s n xuỏ ấ ễ ả ất nước thải được x lý an tồn vử ới mơi trường. Một s n ph m c a x ả ẩ ủ ử lý nước thải thường là m t ch t th i bán r n ho c bùn, mà c n phộ ấ ả ắ ặ ầ ải xử lý hơn nữa trước khi được thải ra hoặc được áp dụng đất (thường là phân bón cho nơng nghiệp). Đối v i h u h t các thành ph , các h ớ ầ ế ố ệ thống thoát nước cũng sẽ mang theo một t lỷ ệ nước th i công nghi p t i các nhà máy xả ệ ớ ử lý nước thải mà thường đã nhận được tiền xử lý tại các nhà máy để ả gi m t i ô nhi m. N u hả ễ ế ệ thống thoát nước là một hệthống thoát nước kết hợp thì nó cũng sẽ mang theo dịng chảy đô thị (nước mưa) đến nhà máy x ử lý nước thải.

Môi trường ngày càng bị ô nhiễm trầm trọng kéo theo nguồn nước bị tác động không h ề nhỏ. Tìm ki m mế ột phương pháp xử lý k p th i là cách b o v không gian s ng ị ờ ả ệ ố

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

và s c kh e c a mứ ỏ ủ ọi người. N u bế ạn chưa hiểu hết được lý do vì sao ph i xả ử lý nước thải, phương pháp nào là hữu hiệu nhất thì bài viết sau đây s giúp bạn hiẽ ểu rõ hơn điều đó.

Thực t cho thế ấy, trong nước th i có chả ứa hàng trăm ngàn tấn ch t hấ ữu cơ, dầu mỡ, chất dinh dương và cả sinh v t. Vậ ới lượng hợp ch t này nấ ếu như không được x lý ửvà để ngấm trực tiếp vào đất thì nó sẽ dẫn đến tình trạng gây hại nghiêm trọng đến môi trường xung quanh. Nguyên do là các chất dinh dưỡng phân hủy nhấm vào trong đất, gây ô nhiêm nguồn nước ng m, v n là ngu n ầ ố ồ nước được s d ng cho sinh ho t cử ụ ạ ủa người dân.

Ở Việt Nam, trong những năm qua tình hình xử lý nước thải tại các hộ gia đình vẫn chưa được quan tâm đúng mực, không chỉ ở hi n tệ ại mà tương lai xa hơn nó s cịn ẽđem lại nhiều hậu quả khơn lường. Việc chỉ xử lý nước thải phân, nước tiểu mà bỏ qua các loại nước th i khác là m t thi u sót vơ cùng l n, khi ả ộ ế ớ lượng nước thải này đổ ra sông sẽ gây b n nguẩ ồn nước s ng, m t nguố ộ ồn nước sạch được s d ng trong sinh ho t cử ụ ạ ủa con người.

Đối với nước th i t b p, nhà t m, nhà v sinh, chu ng trả ừ ế ắ ệ ồ ại chăn nuôi, thực phẩm thừa…được gọi là nước đen. Thành phần của nó có ch a khá nhi u ch t hứ ề ấ ữu cơ BOD và chất dinh dưỡng như ni tơ, phốt pho trong nước đen rất cao. Đa phần loại nước thải này hay gây nguy hại đến sức kh e và làm nhi m b n nguỏ ễ ẩ ồn nước m t, gây b c mùi hôi th i. ặ ố ốNgồi ra, nước đèn cịn tồn tại hàng loạt vi khuẩn, virut, vật nguyên sinh gây bênh, các ấu trùng trứng giun d gây nên mối nguy hiễ ểm cho con người.

Loại nước thải xuất phát từ các cơ sở, nhà máy chế biến, giặt rửa…thường chứa lượng chất cặn lơ lửng, chất tẩy, dầu m , các hóa chỡ ất vơ cơ, hữu cơ. Tên gọi phổ biến của nó là nước xám, thành phần ch a khá nhi u h p ch t hóa hứ ề ợ ấ ọc độc hại, nó rất dễ gây ơ nhi m môi trễ ường và làm tác động đến s c kh e c a m i ứ ỏ ủ ọ người khơng ít. Đặc biệt, nước xám cũng chứa lượng vi trùng gây bệnh khá nhiều, đó là lý do vì sao cần được xử lý ngay.

Hiện t i có nhiạ ều phương pháp xử lý nước thải khác nhau, v quy trình th c hi n ề ự ệcó những đặc điểm riêng nhưng chung quy lại đều hướng đến k t quế ả đó là x lý hoàn ửtoàn các chất độc h i còn tạ ồn đọng trong nước thải, đảm b o nguả ồn nước mà con người sử dụng đượ ạch hơn, ngăn ngừc s a mọi tác động nguy hiểm đến s c khứ ỏe con người và giảm thiểu mức độ ô nhi m. ễ

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

CHƯƠNG 2. NGUYÊN LÝ CỦ<b>A HỆ THỐNG XỬ </b>LÝ NƯỚ<b>C THẢI </b>

<b>2.1. Các thành phần của h ệ thống </b>

Thiết kế hệ thống v i các b thành ph n theo hình v ớ ể ầ ẽ dưới đây:

<small>Hình 1 Sơ đồ P&ID ân phđoạn hệ thống x lý n c thửướải </small>

Các b thành ph n: ể ầ- Bể chứa nước thải - Bể l ng ắ

Các cơ cấ chấu p hành gồm có:- Máy bơm bùn - Máy kh y bấ ùn Các cảm biến:

- Cảm biến m c ứ

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

- Cảm biến lưu lượng dòng ch y ả- Cảm biến n ng pH ồ độ

<b>2.2. Nguyên lý ho</b>ạt độ<b>ng của t ng ph n và c</b>ừ ầ <b>ả h ệ thống</b>

Phân đoạn hệ thống x lử ý nước th i trên gả ồm 2 hệ thống b : B l ng sể ể ắ ơ cấp và b l ng ế ắthứ c p. Tấ ại mỗ ể đềi b u c n b sung thêm các loầ ổ ại hóa chất đặc biệt giúp n c th i l ng ướ ả ắđọng và tr n ở ên ổn nh hơn. đị

Các bể thường được x lý theo m . Tử ẻ ại bể ắ l ng u tiên, n c thđầ ướ ải được bơm vào bể, sục thêm khí, hóa chất để nước thải trở nên ổn định hơn về ặ m t hóa h c, sinh họ ọc. Sau đó, nươc thải được bơm qua các bơm 1, 2,3,4 tới các b l ng th c p. Tể ắ ứ ấ ại đây n c thướ ải tiếp tục được xử lý b ng hóa chằ ất, các ch t ph gia. ấ ụ

Tại đây nước được l ng thành hai thành ph n l bùn c n ắ ầ à ặ ở phía d i và nướ ước ở phía trên. Phần bùn c n ặ được bơm bằng máy bơm bùn trong khi ph n nầ ước được x quả ả đường ống

Do đặc trưng là nước thải được xử lý theo t ng ừ đợt. Do đó nhóm l a ch n ự ọ điều khi n ểtừng cơ cấ chấu p hành b ng tằ ay trên màn hình giao di n ngệ ười dùng, c ụ thể h th ng ệ ốgồm 8 máy bơm và 2 ng cđộ ơ khuấy.

Đồng thời, màn hình giao diện ng i dùng cũng cho phép giám sát các ơng sườ th ố của hệ thống:

• Chiều cao mực nước trong b ể• Tốc độ dịng chảy trong đường ống • Độ pH của bể lắng thứ cấp

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA CHO HỆ THỐNG XỬ </b>LÝ NƯỚ<b>C TH I TRÊN WINCC </b>Ả

<b>3.1.Tạo project </b>

<b>3.1.1. T ạo project và chọn CPU </b>

Khởi động ph n m m TIA Portal, t o project m i ầ ề ạ ớ- Sử d ng ụ <b>PLC S7-1500, CPU 1515-2 PN </b>

<b>- Chọn Add New Device => Controllers => S7-1500 => CPU 1515-2 PN 6ES7 515-2AM02-0AB0 => OK </b>

<b>3.1.2. Chọn Power Supply </b>

Trong Catalog => PS => PS 60W120/230VAC/DC => 6ES7 507-0RA00-0AB0

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<small>System_Byte Default tag table Byte %MB1 FirstScan Default tag table Bool %M1.0 DiagStatusUpdate Default tag table Bool %M1.1 AlwaysTRUE Default tag table Bool %M1.2 AlwaysFALSE Default tag table Bool %M1.3 Clock_Byte Default tag table Byte %MB0 Clock_10Hz Default tag table Bool %M0.0 Clock_5Hz Default tag table Bool %M0.1 Clock_2.5Hz Default tag table Bool %M0.2 Clock_2Hz Default tag table Bool %M0.3 Clock_1.25Hz Default tag table Bool %M0.4 Clock_1Hz Default tag table Bool %M0.5 Clock_0.625Hz Default tag table Bool %M0.6 Clock_0.5Hz Default tag table Bool %M0.7 Level Sensor 1 AI_tag Int %IW0 Level Sensor 2 AI_tag Int %IW2 Flow Sensor 1 AI_tag Int %IW6 Flow Sensor 2 AI_tag Int %IW8 pH Sensor 1 AI_tag Int %IW10 Level sensor high DI_tag Bool %I33.0 Level sensor low DI_tag Bool %I33.1 Start DI_tag Bool %I33.2 Stop DI_tag Bool %I33.3 I_Manual DI_tag Bool %I33.4 I_Auto DI_tag Bool %I33.5 Pump1_On DI_tag Bool %I33.6 Pump2_On DI_tag Bool %I33.7 Pump3_On DI_tag Bool %I34.0 Pump4_On DI_tag Bool %I34.1 Pump5_On DI_tag Bool %I34.2 Pump6_On DI_tag Bool %I34.3 Pump7_On DI_tag Bool %I34.4 Pump8_On DI_tag Bool %I34.5 Pump1_Off DI_tag Bool %I34.6 Pump2_Off DI_tag Bool %I34.7 Pump3_Off DI_tag Bool %I35.0 Pump4_Off DI_tag Bool %I35.1 Pump5_Off DI_tag Bool %I35.2 Pump6_Off DI_tag Bool %I35.3 Pump7_Off DI_tag Bool %I35.4 Pump8_Off DI_tag Bool %I35.5 </small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<small>pH Sensor 2 AI_tag Int %IW20 Khuay1_On DI_tag Bool %I35.6 Khuay1_Off DI_tag Bool %I35.7 Khuay 2_On DI_tag Bool %I36.0 Khuay2_Off DI_tag Bool %I36.1 On_pump_1 DO_tag Bool %Q97.2 On_pump_2 DO_tag Bool %Q97.3 On_pump_3 DO_tag Bool %Q97.4 On_pump_4 DO_tag Bool %Q97.5 On_pump_5 DO_tag Bool %Q97.6 On_pump_6 DO_tag Bool %Q97.7 On_pump_7 DO_tag Bool %Q98.0 On_pump_8 DO_tag Bool %Q98.1 Off_pump_1 DO_tag Bool %Q98.2 Off_pump_2 DO_tag Bool %Q98.3 Off_pump_3 DO_tag Bool %Q98.4 Off_pump_4 DO_tag Bool %Q98.5 Off_pump_5 DO_tag Bool %Q98.6 Off_pump_6 DO_tag Bool %Q98.7 Off_pump_7 DO_tag Bool %Q99.0 Off_pump_8 DO_tag Bool %Q99.1 On_khuay_1 DO_tag Bool %Q99.2 Off_khuay_1 DO_tag Bool %Q99.3 On_khuay_2 DO_tag Bool %Q99.4 Off_khuay_2 DO_tag Bool %Q99.5 Tag_1 Default tag table Bool %M100.0 Tag_2 Default tag table Bool %M100.7 </small>

<b>3.3. Xây d</b>ựng chương trình điề<b>u khi n </b>ể

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<small>Hình 4 Network ki m tra ểđiều ki n ch y c a hệạủệ thống</small>

<small>Hình 5 Chạy các chu trình con trong hệ thống</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<small>Hình 6 Chương trình con điều khi n b l ng 1 ểể ắ</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<small>Hình 8 Chương trình con điều khi n b l ng 3 ểể ắ</small>

<small>Hình 9 Chuyển đổi tín hiệu cảm biến analog thành s ố thực </small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<small>Hình 10 Kiểm tra các tr ng thái c a hạủệ thống </small>

<b>3.4. Thiết kế giao di n cho h</b>ệ <b>ệ thống SCADA 3.4.1. T ạo giao diện trên WinCC </b>

Ta ch n Add new device => PC Systems => SIMATIC HMI application => WinCC RT ọAdvanced

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

- Tiếp đến, ta chọn module để kết nối giữa PLC và WinCC Advanced: Trong Device view, ch n Communication modules => PROFINET/Ethernet => ch n IE ọ ọgeneral, kéo th vào v trí thích h p. ả ị ợ

- Trong Network view, ta thực hiện k t nế ối giữa PLC và WinCC

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

- Khai báo IP để k t n i PLC và PC System ế ố

<b>3.4.2 Thiết kế màn hình SCADA</b>

Giao diện v n hành gậ ồm: • Màn hình chính • Màn hình c nh báo ả• Màn hình đồ thị

Màn hình chính sẽ thể ệ ổ hi n t ng quan quá trình x ử lí nước thải bao g m: tên và thơng ồsố thiết bị, q trình x ử lí nước thải, đầu ra vào c a các ch t trong q trình.. ngồi ra ủ ấngười vận hành có thể giám sát trạng thái, điều khiển các thiết b bằng cách click chuột ịvào thiết bị trên màn hình.

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Sử d ng các công c cụ ụ ủa Tia portal thu được màn hình điều khi n chính q trình x lí ể ửnước thải số 4.

<small>Hình Màn hình giám sát h14ệ thống </small>

Màn hình chính

<b>Trong Screen management </b>=> Ch n ọ <b>Pop-up Screens</b>, t o màn hình nh ạ ỏ

điều khiển bơm và động cơ. Trong đó có các nút chạy, dừng và hiển thị trạng thái c a ủđộng cơ, bơm.

Màn hình Popup điều khiển h thống bơm 1 gồệ m tổ hợp bơm 1 2 3 4 và máy khuấy 1:

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

- T o màn hình theo dõi và hi n thạ ể ị Alarm:

+ Ta cũng sử dụng Pop-up Screens để tạo màn hình Alarm, khi ta ấn nút Alarm trên màn hình chính thì sẽ hi n th lên l i ể ị ỗ

<b>+ Add new pop-up screen => trong Controls, ta ch n ọ Alarm view</b>, kéo vào màn hình

Xây d ng th theo dõi h ự đồ ị ệ thống:

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

<b>CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN </b>

Sau một thời gian tìm hi u và thể ực hiện đề tài, nhóm chúng em ã có thêm nhi u ki n đ ề ếthức bổ ích và trải nghi m ệ về ệ xây d ng l p trình m vic ự ậ ột hệ ống SCADA. Do kh th ảnăng tiếp thu có h n nên nh ng gì nhóm em thạ ữ ực hiệ đượn c trong báo cáo này có th ểcịn h n chạ ế. Nhóm đã hồn thành được các cơng việc:

• Tìm hi u, phân tích sể ơ đồ P&ID

• Viết chương trình PLC điều khiển cho hệ thống

• Xây d ng các giao di n ngự ệ ười dùng giúp giảm sát hệ thống, c nh báo lả ỗi và theo dõi các tham s ố

</div>